力 : 物理


力についての覚書。

力とは

加速度を生じさせる働きを力と呼ぶ(単位はN「ニュート])。
加速度があるところには必ず力がある。力は向きと大きさを持つベクトル量。
力は運動方程式(ニュートンの運動法則の第二法則)によって記述される。

F = m•a		F[kg•m/s2]:力, m[kg]:質量, a[m/s2]:加速度

1Nは質量1kgの物体が加速度1(m/s2)を生じるのに必要な力。
重力加速度は9.8m/s2なので地球上で1kgの物体に働く重力は9.8N。

  • 力は加速度に比例。
  • 力の向きは加速度の向きと同じ。

力のつり合い

慣性の法則(ニュートンの運動法則の第一法則)により、静止または等速直線運動を行っている物体の力は0(F=0)である。この状態を、力がつり合っていると呼ぶ。

力のつり合い作用・反作用をきちんと区別する。
力のつり合いは、物体にのみ注目する。作用・反作用は物体間の相互作用。静止状態にある場合、混同することがある。

様々な力

  • 重力
  • 抗力
    • 垂直効力
    • 摩擦力
  • 張力
  • 弾性力

力についての注意点

重力は、地球上のあらゆる物体が受ける力。
接触している物体の間には、なんらかの力を生じる。

運動している物体自体は、重力以外の力を持たない。
運動物体が、重力以外の力を持つ場合は、他の物体と何らかの作用をしている。

例えば、ばね運動で、静止していない物体は、ばねからの力(弾性力)を受け続けている。

バットでボールを打つ場合。
打った瞬間に力が生じる。その後、飛んでいるボールに働く力は、垂直方向の重力のみ。水平方向の運動は、打った瞬間の初速度による等速度運動(慣性)であり、飛んでいる時は力を生じない。

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